乳及乳制品中甜味剂的超高效液相色谱‑四级杆静电场轨道离子阱质谱筛查方法技术

本发明专利技术公开了一种乳及乳制品中甜味剂的超高效液相色谱‑四级杆静电场轨道离子阱质谱筛查方法，属于食品安全检测技术领域。其利用已优化的QuEChERS方法对样品进行前处理；运用超高效液相色谱‑四级杆静电场轨道离子阱质谱进行筛查，采用全扫描/数据依赖采集，全扫描/可变的数据非依赖采集，全扫描/全离子碎裂采集扫描模式，选择正离子或负离子模式扫描，得到完整的一级与二级图谱；运用Exact Finder 2.5软件对获得的一级与二级谱图进行处理，提取出化合物信息。将建立谱库中的信息与被测物筛选结果进行对比，确证乳及乳制品中甜味剂的组成。本发明专利技术所用质谱仪器的主要优势为分辨率高、定性与定量结果准确、灵敏度高、质量精度高等，可应用于复杂基质的分析。本发明专利技术所建立的筛查方法在食品领域具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于食品安全检测
，特别涉及一种乳及乳制品中甜味剂的超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱筛查方法。
技术介绍
甜味剂是指能赋予食品以甜味的食品添加剂，它是食品中用量最大，也最常用的一类添加剂。列入GB2760附录A的甜味剂共有20种物质，甜味剂按营养价值可分为营养型甜味剂和非营养型甜味剂两类；按其甜度可分为低倍甜味剂和高倍甜味剂；按其来源可分为天然甜味剂和合成甜味剂。在乳及乳制品中添加适量阿斯巴甜、安赛蜜、糖精钠等甜味剂，起到增甜作用，从而改进乳及乳制品的可口性。合格的甜味剂对人体没有坏处，但是，长期过量摄入亦会对人的身体健康造成一定损害，例如危害牙齿，引起肥胖、冠心病和高血压人群血脂升高等等。因此，有必要对甜味剂的使用量进行控制和监测。然而，目前用于乳及乳制品中外源性风险物质的高通量、快速检测方法较少，前处理操作复杂，材料与设备成本高，仅限于几种或一类化合物的快速检测，多残留快速分析时往往根据化合物的结构特点将化合物分组后检测。近年来，QuEChERS广谱提取方法的应用和通过仪器联用使得乳及乳制品中外源性风险物质筛查分析技术迅速发展。本专利技术结合理论知识与实际情况，建立了乳及乳制品中甜味剂的色谱质谱联用高通量、快速筛查分析方法。
技术实现思路
本专利技术针对上述现状，提供了一种乳及乳制品中甜味剂的超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱筛查方法，该方法的主要优势为分辨率高、定性与定量结果准确、灵敏度高、质量精度高等，可应用于复杂基质的分析。本专利技术是通过下述的技术方案来实现的：一种乳及乳制品中甜味剂的超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱筛查方法，包括以下步骤：1)利用QuEChERS方法对乳及乳制品的被测物样品进行提取和净化，得到被测物样品的测试溶液；2)运用超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱仪对被测物样品进行筛查，采用电喷雾离子源和FullMS/dd-MS2，FullMS/vDIA，FullMS/AIF三种扫描模式，得到被测物样品完整的一级与二级质谱图；3)通过软件对获得的一级与二级质谱图进行处理，提取出被测物样品中甜味剂化合物信息；4)将甜味剂标准谱库中的甜味剂化合物信息与被测物样品的化合物信息进行比对，通过分析标准物质的色谱质谱信息进行最终判定结构与定量乳及乳制品中甜味剂的组成。作为本专利技术的进一步改进，步骤1)具体为：称取乳及乳制品试样于具塞离心管中，加入体积比1:99的乙酸-乙腈混合溶液，涡旋混合后加入无水硫酸镁、陶瓷均质石、无水乙酸钠，涡旋振荡提取处理，将离心管置于离心机离心后，移取上层溶液于预先加有C18、PSA及无水硫酸镁的离心管中，涡旋、离心，上层溶液经0.22μm有机系微孔膜过滤，取滤液至进样小瓶中，加入甲醇及8mmol/L甲酸铵水溶液。作为本专利技术的进一步改进，步骤2)具体为：通过超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱的全扫描模式获得一级质谱图，提取离子流图进行定量，通过可变的数据非依赖采集vDIA模式扫描得到二级质谱图。作为本专利技术的进一步改进，步骤3)具体为：通过分析二级质谱图得到的碎裂片段数据，初步判断该物质归属类别，继而对该保留时间色谱峰的其他片段信息进行分析，包括质荷比、片段丰度比与同位素丰度比，从而推断出该物质和元素组成。作为本专利技术的进一步改进，步骤4)中的标准谱库是按照以下步骤建立的：1)配制甜味剂标准品的标准溶液；2)运用超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱仪对甜味剂标准品的标准溶液进行筛查，采用电喷雾离子源和FullMS/dd-MS2，FullMS/vDIA，FullMS/AIF扫描模式，得到标准溶液完整的一级与二级质谱图；3)通过软件对获得的一级与二级质谱图进行处理，提取出标准溶液的信息，建立甜味剂的标准谱库。作为本专利技术的进一步改进，超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱仪的色谱条件为：色谱柱：AccucoreC-18aQ预柱，10mm×2.1mm，1.9μm，HypersilGoldaQC-18柱，100mm×2.1mm，1.9μm；柱温：35-40℃；流动相：A为体积百分数0.1％甲酸与4mmol/L甲酸铵的水溶液，流动相B为体积百分数0.1％甲酸与4mmol/L甲酸铵的甲醇溶液；梯度洗脱程序：0min，100％A；1min，100％A；7min，0％A；12min，0％A；13min，100％A；13-15min，100％A；流速为300μL/min；进样量5-10μL；碰撞气：氩气；电喷雾离子化离子源：单一正模式或负模式；鞘气流速：18-19L/min；鞘气压力：275Kpa；辅助气流速：3-4L/min；毛细管电压：负离子模式3000V，正离子模式3500V；离子源温度：230-250℃；毛细管温度：320-330℃。作为本专利技术的进一步改进，超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱仪的质谱条件为：采用FullMS/vDIA扫描模式，一级质谱扫描分辨率为70000FWHM；自动增益控制目标值设定为一百万；最大注入时间250ms；容许的质量误差范围为5ppm；动态背景扣除10.0s；二级质谱扫描参数：扫描时间：0-15min；分辨率：17500FWHM；自动增益控制的目标值定为五十万；最大注入时间120ms；112.80116-487.97169为第一个vDIA，隔离窗口范围设为25.0Da，LoopCount16；550.50011-850.63654为第二个vDIA，动态背景扣除10.0s，隔离窗口范围设为100.0Da，LoopCount16；碰撞能量分别为17.5eV；35.0eV；52.5eV。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：本专利技术先通过QuEChERS方法对乳及乳制品样品进行提取和净化，然后采用超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱法检测乳及乳制品中甜味剂，最后通过标准谱库进行比对，最终判定结构与定量乳及乳制品中甜味剂的组成。本专利技术的筛选方法，可以一次性定量、定性检测多种物质(6种甜味剂)，并且具有操作简单，精度高、分辨率高、定性与定量结果准确、灵敏度高、质量精度高等优势，可应用于复杂基质的分析。尤其是，Q-Orbitrap(超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱仪)的分辨率高，在确保痕量化合物灵敏度下，分辨率可达7万；质量精度高，可以使用外标法，无需内标，长时间的质量精度不下降；灵敏度高，检测离子回旋共振的频率，并不需要额外的检测器；动态范围宽，达五个数量级；具有快速正负切换扫描模式，极大节省分析时间，提高分析通量；稳定性高，只需一周校正一次；定量能力高，可以和三重四极杆相比较；质量范围广，可进行多肽分析；另外，Q-Orbitrap的仪器操作简便，运行成本低，可应用于复杂基质的分析。结果表明：6种甜味剂在线性范围内具有良好的线性关系，相关系数均大于0.99，高(4×CCβ)、中(2×CCβ)、低(1×CCβ)三个添加水平下，基质的加标回收率达到90％-105％，重复实验6次，其相对标准偏差为0.8％-5.6％。确定限(CCα)和检测容量(CCβ)分别为0.003μg/kg-1.3μg/kg与0.006μg/kg-2.5μg/kg。利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乳及乳制品中甜味剂的超高效液相色谱‑四级杆静电场轨道离子阱质谱筛查方法，其特征在于：包括以下步骤：1)利用QuEChERS方法对乳及乳制品的被测物样品进行提取和净化，得到被测物样品的测试溶液；2)运用超高效液相色谱‑四级杆静电场轨道离子阱质谱仪对被测物样品进行筛查，采用电喷雾离子源和Full MS/dd‑MS2，Full MS/vDIA，Full MS/AIF三种扫描模式，得到被测物样品完整的一级与二级质谱图；3)通过软件对获得的一级与二级质谱图进行处理，提取出被测物样品中甜味剂化合物信息；4)将甜味剂标准谱库中的甜味剂化合物信息与被测物样品的化合物信息进行比对，通过分析标准物质的色谱质谱信息进行最终判定结构与定量乳及乳制品中甜味剂的组成。

【技术特征摘要】
1.一种乳及乳制品中甜味剂的超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱筛查方法，其特征在于：包括以下步骤：1)利用QuEChERS方法对乳及乳制品的被测物样品进行提取和净化，得到被测物样品的测试溶液；2)运用超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱仪对被测物样品进行筛查，采用电喷雾离子源和FullMS/dd-MS2，FullMS/vDIA，FullMS/AIF三种扫描模式，得到被测物样品完整的一级与二级质谱图；3)通过软件对获得的一级与二级质谱图进行处理，提取出被测物样品中甜味剂化合物信息；4)将甜味剂标准谱库中的甜味剂化合物信息与被测物样品的化合物信息进行比对，通过分析标准物质的色谱质谱信息进行最终判定结构与定量乳及乳制品中甜味剂的组成。2.根据权利要求1所述的一种乳及乳制品中甜味剂的超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱筛查方法，其特征在于：步骤1)具体为：称取乳及乳制品试样于具塞离心管中，加入体积比1:99的乙酸-乙腈混合溶液，涡旋混合后加入无水硫酸镁、陶瓷均质石、无水乙酸钠，涡旋振荡提取处理，将离心管置于离心机离心后，移取上层溶液于预先加有C18、PSA及无水硫酸镁的离心管中，涡旋、离心，上层溶液经0.22μm有机系微孔膜过滤，取滤液至进样小瓶中，加入甲醇及8mmol/L甲酸铵水溶液。3.根据权利要求1所述的一种乳及乳制品中甜味剂的超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱筛查方法，其特征在于：步骤2)具体为：通过超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱的全扫描模式获得一级质谱图，提取离子流图进行定量，通过可变的数据非依赖采集vDIA模式扫描得到二级质谱图。4.根据权利要求1或3所述的一种乳及乳制品中甜味剂的超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱筛查方法，其特征在于：步骤3)具体为：通过分析二级质谱图得到的碎裂片段数据，初步判断该物质归属类别，继而对该保留时间色谱峰的其他片段信息进行分析，包括质荷比、片段丰度比与同位素丰度比，从而推断出该物质和元素组成。5.根据权利要求1所述的一种乳及乳制品中甜味剂的超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱筛查方法，其特征在于：步骤4)中的标准谱库是按照以下步骤建立的：1)配制甜味剂标准品的标准溶液；2)运用超高效液相色谱-四级杆静电场轨道离子阱质谱仪对甜味剂标准品的标...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾玮，张焱茜，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61